1991 Fiscal Year Annual Research Report
Na^+ポンプとH^+ポンプのエネルギ-変換と調節の分子機構
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02044007
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
谷口 和弥 北海道大学, 理学部, 教授 (40028204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BEACHEM J.M. バンダービルト大学, 医学部, 准助教授
SVEN Mardh ウプサラ大学, 医学部・生理化学部, 准助教授
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| Keywords | Na^+,K^+ーATPase / H^+,K^+ーATPase / イオン輸送ポンプ |
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| Research Abstract |
Na^+ポンプとH^+ポンプのエネルギ-変換と調節の分子機構
1.Na^+ポンプに蛍光供与体・受容体となる2種類のケイ光プロ-ブ(BIPMとFITC)を導入した標品を用い両プロ-ブ間のエネルギ-移動を測定した結果、両プロ-ブ間のエネルギ-移動はNaE_1からE_1P及びE_2Pの形成に伴って全体としては増加の方向へ、E_2PからKE_2更にNaE_1への変化でエネルギ-移動が減少する方向に変化することが明らかにされた。
2.Na^+ポンプとH^+ポンプのリン酸化と脱リン酸化及び構造変化を比較した。その結果、Na^+ポンプに関してリン酸化及び脱リン酸化と構造変化は強く共役しておらず、構造変化を反映するのは、Na^+とK^+のNa^+ポンプ分子内の移動であることが強く示唆された。
H^+ポンプの構造変化を内因性トリプトファン残基の蛍光、BIPM及びFITCプロ-ブを導入した標品を用いて研究した。その結果、Trp蛍光とBIPM蛍光はすでにNa^+ポンプで我々が明らかにしたようにH^+ポンプにおいても異なった状態を反映していることが明白となった。
3.Na^+ポンプのATP結合部位付近をpyrdoxal phosphateでラベルしpyridoxalケイ光でポンプの構造変化を追跡可能にする事を確立することを試みた結果、pyrloxal phosphateがNaE_1ではLys664にKE_2ではLys469とLys664に導入されていることが示唆された。
4.Na^+ポンプにおけるリン脂質の役割を構造変化を目安に研究した。その結果、BIPMプロ-プ(Cys966)近くの微小環境はphospholipase処理に感受性であるがFITC(Lys501)プロ-ブ近くのそれは非常に安定であることが示された。
5.Na^+ポンプとH^+ポンプの調節がポンプのc末端付近に存在するArgArgXSer配列のSer残基のリン酸化によって調節されるか否かを明らかにするため、この部位をリン酸化すると思われるCyclicAMP存在プロテインキナ-ゼを我々がNa^+ポンプを精製しているブタ腎赤外髄質から精製した。この標品を用いるとNaポンプのα鎖当り約1モルのリン酸化が生じた。
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[Publications] 中村 洋介: "Na^+,K^+ーATPaseのα鎖Cysー964及びLysー501に導入した蛍光プロ-ブの蛍光強度変化のリン脂質依存性" 生化学. 63. 773 (1991)
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[Publications] 谷口 和弥: "蛍光プロ-ブでラベルしたNa^+,K^+ーATPaseにおける蛍光エネルギ-移動:Oligomycinの効果" 生化学. 63. 773 (1991)
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[Publications] 山崎 明雅: "Na^+,K^+ーATPaseのphosphatase基質による構造変化" 生化学. 63. 774 (1991)
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[Publications] 江口 博明: "ATPとアセチルリン酸によるH^+,K^+ーATPaseの構造変化" 生化学. 63. 775 (1991)
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[Publications] 牛田 吉彦: "オリゴマイシンのH^+,K^+ーATPaseに及ぼす効果" 生化学. 63. 775 (1991)
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[Publications] 谷口 和弥: "Na^+,K^+ーATPaseとH^+,K^+ーATPaseのアセチルリン酸による構造変化とリン酸化:オリゴマイシンの効果" 生体エネルギ-研究会第17回討論会講演要旨集. 17. 158-159 (1991)
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[Publications] Eiji Shinoguchi (P.D.Weer and J.H.Kaplan): "The Sodium Pump:Recent Developments." The Rockfeller University Press, 363-367 (1991)
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[Publications] Toshio Sasaki (P.D.Weer and J.H.Kaplan): "The Sodium Pump:Recent Developments" The Rockfeller University Press, 413-417 (1991)
